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同步帶輪設(shè)計(jì)及同步帶的選用
我國(guó)現(xiàn)在選用最多的仍然是T型齒同步帶,這種帶稱(chēng)為“節(jié)距制”帶,即以帶齒間的間距為規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn),其帶的外形與截形如圖一。 圖一 T型工業(yè)同步帶外形與截形 這種帶的齒形為梯形,大多數(shù)齒形的夾角為40度,帶的齒高(梯形的高度)、節(jié)距(兩齒間的距離)及厚度可以從產(chǎn)品樣本中查到(如:型號(hào)為L(zhǎng)的T型齒同步帶,其節(jié)距Pb為9.525mm 齒高h(yuǎn)t為0.51mm 帶厚hs為1.14mm)。實(shí)質(zhì)上,這種節(jié)距制傳動(dòng)帶是一種英制的標(biāo)準(zhǔn),一英寸等于25.4毫米,每英寸含8英分,即一英分等于3.175毫米,三英分就是9.524毫米,四英分是12.7毫米(在英制度量中以1/8” 1/4” 3/8” 1/2”等方式表述)。 其實(shí),同步帶在傳動(dòng)時(shí),梯形齒的兩側(cè)只能用來(lái)和同步帶輪的輪齒貼合,以便能夠傳遞帶和同步帶輪之間的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩傳遞到同步帶上之后,就要依靠同步帶本身來(lái)傳遞產(chǎn)生力矩的拉力,也就是說(shuō)此時(shí)同步帶的作用與平皮帶完全一樣了。
圖二 承載繩的位置 從帶的截形圖看,如果同步帶只用單一材料制作,上述拉力只能夠由連接兩帶齒之間那一薄層來(lái)承受,這對(duì)于制作同步帶的基底材料聚氨酯橡膠而言是不可能的。所以同步帶還需要做成一種復(fù)合型的結(jié)構(gòu)——在同步帶聚氨酯橡膠基底材料中加入尼龍繩、錦綸繩或鋼絲繩作為“承載繩”,這些承載繩安置就在“薄層”的位置(見(jiàn)圖二),它們和同步帶基底材料緊密結(jié)合,帶齒受到的傳動(dòng)力直接傳遞到承載繩上,完成拉力的傳遞。
在帶傳動(dòng)中,傳動(dòng)帶本身一定是有彈性、會(huì)出現(xiàn)“緊邊”“松邊”、緊邊長(zhǎng)度被拉長(zhǎng)、松邊長(zhǎng)度相對(duì)較短的問(wèn)題,而同步帶內(nèi)的承載繩就不容易被拉力“拉長(zhǎng)”,所以同步帶就能夠?qū)崿F(xiàn)恒定速比的傳動(dòng),由此可見(jiàn)所謂“恒定速比”不僅是指宏觀上兩根軸之間的轉(zhuǎn)速比值,而且也應(yīng)該包含每一個(gè)傳動(dòng)時(shí)刻兩根軸之間的角速度比值。
圖三 同步帶輪與同步帶位置關(guān)系 有了以上的基礎(chǔ),理解傳動(dòng)時(shí)同步帶輪與同步帶的位置關(guān)系就比較容易了(圖三)。從圖中可以看出,雖然傳動(dòng)時(shí)同步帶輪的齒頂圓只能與同步帶齒凸起的底部相貼合,但是實(shí)際上同步帶長(zhǎng)度不變的位置仍然在承載繩處,因此在傳動(dòng)中同步帶輪的作用直徑(計(jì)算速比的直徑)卻在同步帶輪齒頂?shù)摹吧厦妗保酥睆娇蓮南嚓P(guān)的表格中查到、計(jì)算出來(lái)。 大多數(shù)情況下,為使結(jié)構(gòu)的體積盡可能緊湊,同步帶輪的直徑總是希望小一些為好,一般情況下只要結(jié)構(gòu)尺寸比較合理,受力校核不會(huì)不合格的。 由于T型同步帶是英制的,所以所有計(jì)算得到的尺寸必然不是整數(shù),在關(guān)于同步帶齒形及相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算中不需要把所得到的尺寸進(jìn)行圓整。 履帶足所需要的雙面同步帶最好選用內(nèi)、外部的齒交錯(cuò)排列的方式,這樣帶的強(qiáng)度可能比較好一些,但這樣的方式對(duì)帶的彎曲柔性稍微有點(diǎn)影響。